JPH07137905A

JPH07137905A - 紙葉類検査装置およびこれに用いる紙葉類搬送装置

Info

Publication number: JPH07137905A
Application number: JP6220444A
Authority: JP
Inventors: Hideki Nukada; 田秀記額; Takahiro Suzuki; 木貴博鈴
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 1995-05-30

Abstract

(57)【要約】【目的】モータの制御トルクを増加させることなく高
速集積の可能な紙葉類検査装置および簡単な構成で紙葉
類の傷みを発生せず高速転送が可能な紙葉類の搬送装置
を提供する。【構成】紙葉類検査装置では搬送される紙葉類（１
０）間のピッチを搬送路（２０）上の検出手段（５１〜
５４）により検出し、この検出された紙葉類間のピッチ
に基づいて、紙葉類が回転体（羽根車）（４１）の溝の
所定位置から挿入されるように制御手段（１００）で制
御する。これにより、後続の紙葉類の取り出しや搬送に
おいてピッチずれが生じても取り出し部から集積部まで
の搬送路上に位置する各紙葉類間の紙葉類ピッチ情報を
すべて利用することにより回転体への適切な挿入が可能
となる。紙葉類搬送装置は、搬送用ローラ（２２）に巻
き付けられたベルト（２１）と対向させて前記ローラ同
士の間にベルト搬送面に一定の間隙を有したガイド（２
３）を設けており、少ない駆動力で搬送を行なうことが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回収紙葉類の正損、真
贋等の検知を行ない、廃棄紙葉類及び再利用紙葉類の再
集積を行う紙葉類検査装置およびこの紙葉類検査装置に
好適な紙葉類搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、従来の紙葉類検査装置について説
明する。紙葉類検査装置とは、集積して搬入されてきた
回収紙葉類を取り出し部において微小ピッチで連続的に
取り出した後、高速でベルト搬送しつつ紙葉類の正損、
真贋等の検知を行ない、個々の紙葉類について廃棄か再
利用が可能かを判定した後、搬送路を分岐させて、廃棄
紙葉類及び再利用紙葉類を各々別々に再集積する装置で
ある。この装置によって廃棄紙葉類として集積されたも
のは、その後シュレッダ処理される。この検査装置の紙
葉類の処理速度は２０〜３０枚／秒程度、搬送速度は常
に一定の８ｍ／ｓである。

【０００３】図１８に従来の紙葉類検査装置で用いられ
ている紙葉類の搬送装置の構成を示す。この紙葉類の搬
送は幅方向２か所を各々独立駆動源を有し、互いに搬送
面が密着した平ベルト６１，６２で上下から挟持するこ
とにより行なう。これらのベルトはドライブローラに連
結されたモータにより駆動されている。高速でベルトを
駆動するために、通常これらのモータは数百Ｗ程度の容
量を有したものが採用される。

【０００４】図１８に示すように、ベルトの密着を確保
するためにローラを搬送路の両側に交互に配設してい
る。このような構成の場合、上下のベルトは微小量の速
度差を有しているために互いに摩擦力を掛ける必要があ
り、そのために搬送系の抵抗が大きく、ベルト駆動には
大きな力を必要とする。また、ベルトは幅方向に微小量
振れながら走行するが、面が接しているために互いの振
れの影響を受け、ローラからのベルト外れが発生するこ
とがある。さらに、紙葉類上下面を常にベルトが押さえ
ているために、紙葉類表面が隠され、検知を行なう場所
が限られてしまうという問題もある。

【０００５】図１９に、より低速で紙葉類を搬送する場
合に採用されている搬送機構を示す。紙葉類はドライブ
ローラ７１とローラ７２の間に挟持されローラ間に上下
ガイド７３が配されている。この方式は機構的には小形
化、軽量化が可能であるが、ガイド間で紙葉類先端は完
全にフリーであるため、紙葉類先端がローラに衝突して
傷みを生じ易く、紙葉類の高速搬送には適していないと
いう欠点がある。また、ローラ表面の摩耗、汚れ等の外
因によって各ローラの生じた駆動力のばらつきにより滑
りを発生し、各ローラ間で紙葉類の搬送速度が異なる結
果となってジャムが発生しやすいという問題もある。

【０００６】紙葉類を搬送路に送出する取り出し部は、
間欠回転を行なう穴の開いたロータと真空ポンプに接続
された静止チャンバにより構成され、ロータが停止する
度に積層された紙葉類束から紙葉類を一枚ずつ吸引し、
束より引き剥がした後、所定の紙葉類ピッチ（相互に隣
り合って搬送される紙葉類の先端同士あるいは終端同士
の間隔）で搬送系に投入してゆくものである。この取り
出しの際にわずかずつピッチ誤差を生じ、搬送系には微
少ピッチ誤差を有した紙葉類が連続的に搬送されてゆく
ことになる。

【０００７】図２０に従来の紙葉類鑑査装置における紙
葉類集積部の概略構造を示す。この紙葉類集積部は集積
羽根車７１を中心に構成される。集積羽根車７１は、ス
パイラル状の溝を中心回りに等配に有した回転体であ
り、ステッピングモータ７４によりベルト駆動される。
搬送されて来る紙葉類は、溝に挿入されることにより停
止した後、溝からかきだされて再び集積され、次の処理
に引き渡される。

【０００８】ここで、紙詰まりや羽根との衝突による紙
葉類の破損を防ぐため、１本の溝には一枚のみの紙葉類
が確実に挿入されるように保証する必要がある。すなわ
ち、搬送されて来る紙葉類は上述したように、ピッチ誤
差を有しているため、紙葉類集積部では、このピッチ誤
差を何らかの手段を用いて吸収し、集積羽根車７１への
紙葉類挿入を保証する必要がある。そこで、従来は集積
羽根車７１の溝入口の１点を挿入ポイント７５として定
義し、この挿入ポイント７５に紙葉類の先端が達するよ
うに制御している。

【０００９】次に、従来の紙葉類検査装置における集積
部の制御方法について説明する。集積羽根車７１から約
１ピッチ分離れた搬送路上を横断する位置に、光電セン
サ７２が配置されており、この部分を紙葉類が横切ると
センサ出力が変化して紙葉類先端検出が行なわれる。集
積羽根車７１を駆動するモータ７４にはロータリエンコ
ーダ７３が接続され、回転中の羽根の位置が検出できる
ようになっている。

【００１０】光電センサ７２の光路上を紙葉類先端が達
して光を遮ると、センサ出力に変化を生じ、それをトリ
ガとして制御部（図示せず）はエンコーダ７３の値を読
取り、集積羽根車７１が標準回転速度で回転した場合の
当該紙葉類の溝への挿入位置を予測する。この時、紙葉
類が溝の挿入ポイント７５からずれている場合には、そ
れを補正する制御が行なわれる。すなわち、紙葉類の到
達位置が溝入口上で挿入ポイント７５より前方にずれて
いる場合は集積羽根車７１の回転速度を上げるように、
逆の場合には集積羽根車７１の回転速度を下げるように
制御部がステッピングモータ７４を制御する。いずれの
場合にも、紙葉類の先端が挿入ポイントと一致するよう
に集積羽根車７１の回転速度が決定される。この演算動
作は、紙葉類が光電センサ７２の位置に達する都度行な
われ、各紙葉類間のピッチ誤差を補正するために、集積
羽根車７１の回転速度は常時変動させられる。このため
にステッピングモータ７４には、常に加減速のための制
御トルクが必要となっている。

【００１１】取り出された紙葉類は、連続的に集積羽根
車７１に送られてくるが、搬送中の外乱等により紙葉類
ピッチに影響を受けなければ、取り出し直後の紙葉類ピ
ッチを保持し続けることになる。一方、集積羽根車７１
の溝も相互に隣り合う羽根同士の位置関係が固定であ
り、紙葉類ピッチに応じて適宜変更することはできな
い。したがって、ｉ番目の紙葉類のために集積羽根車７
１の回転速度を変え挿入位置をずらすと、それは直接ｉ
＋１番目の紙葉類の集積羽根車７１に対するずれ量とな
る。つまり、紙葉類ピッチのばらつき方によっては、直
前の紙葉類の挿入位置だけを考えていると、それ以降の
紙葉類に対するずれ量が過大となり、結果として集積羽
根車７１の制御量、すなわちモータの制御トルクが過大
になるため、モータが脱調を起こして制御不能になるお
それがある。特に装置を高速化しようという場合には、
この問題は大きな障害となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の紙葉類検査装置
においては、紙葉類の処理速度を上げると集積羽根車を
回転させるステッピングモータに要求される制御トルク
が増大することになり、ステッピングモータが脱調を起
こして制御不能となるおそれがある。したがって、処理
速度がステッピングモータの制御トルクに律されてしま
い、高速化の妨げとなっている。このため、高速・高ト
ルクのモータが必要になるが、むやみにモータの容量を
増大させることは、装置の大型化、重量増、高コスト化
を招く。

【００１３】また、従来のベルトを用いた紙葉類搬送装
置においては、ベルト外れが発生することがあり、それ
を阻止するために厳密なベルトテンション、ローラ傾斜
等の調整に長い時間を必要とし、生産性が良好ではな
い。また、搬送ベルトの駆動ロスも大きく、高速搬送を
行なおうとすると、モータが巨大化し小形軽量な構造を
実現しにくい。ローラ搬送方式も紙葉類の傷みを生じや
すく、高速駆動には向いていない。

【００１４】そこで、本発明の目的は、集積羽根車を駆
動するモータの制御トルクを増加させずに高速集積が可
能となる紙葉類検査装置を提供することである。

【００１５】本発明の他の目的は、簡潔な構造で高速搬
送が可能で、紙葉類の傷みを発生しにくい紙葉類の搬送
装置を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる紙葉類搬
送装置は、複数の紙葉類を順次搬送する搬送部と、前記
紙葉類を挿入可能な溝が複数個設けられ、前記搬送部を
搬送された前記紙葉類を回転しながら前記各溝に１枚ず
つ受け入れる回転体と、前記回転体の溝に挿入された前
記紙葉類を集積する集積部とを備えた紙葉類検査装置に
おいて、前記搬送部上で搬送される前記紙葉類間のピッ
チを検出する検出手段と、前記検出手段で検出された紙
葉類間のピッチに基づいて、該紙葉類が前記回転体の前
記溝の所定位置から挿入されるように制御する制御手段
を備えたことを特徴とする。

【００１７】前記制御手段は前記検出手段で検出された
前記紙葉類間のピッチに基づいて前記回転体の回転速度
を制御する回転速度制御手段であると良く、前記搬送部
はその途中に設けられた該搬送部と独立に駆動される副
搬送部を備え、前記制御手段は前記検出手段で検出され
た前記紙葉類間のピッチに基づいて前記副搬送部におけ
る前記紙葉類の搬送速度を変化させる手段であると良
い。

【００１８】また、前記制御手段は前記紙葉類間のピッ
チを記憶する記憶手段と、所定の演算を行う演算手段
と、前記演算手段での演算結果に基づいて紙葉類の前記
回転体への挿入を制御する機構制御手段とを備えること
が好ましい。

【００１９】また、本発明にかかる紙葉類の搬送装置
は、所定距離離れて配置された一対のローラと、この一
対のローラに懸架され、前記ローラに所定角度だけ巻き
付けられたベルトと、前記一対のローラ間に配設され、
前記ベルトの前記ローラと対向する面から一定の間隔だ
け離れて配設されたガイド部材とからなる搬送ユニット
を備え、前記ローラと前記ベルトとの間に紙葉類を挟持
しつつ該ベルトの駆動により該紙葉類を搬送するように
構成されたことを特徴とするものである。

【００２０】前記ベルトが同一方向に曲率中心を有する
略円筒面を形成するように前記搬送ユニットが複数配設
されているとよい。

【００２１】

【作用】本発明に係る紙葉類検査装置では搬送される紙
葉類間のピッチを搬送路上の検出手段により検出し、こ
の検出された紙葉類間のピッチに基づいて、紙葉類が回
転体（羽根車）の溝の所定位置から挿入されるように制
御手段で制御するようにしており、後続の紙葉類の取り
出しや搬送においてピッチずれが生じても取り出し部か
ら集積部までの搬送路上に位置する各紙葉類間の紙葉類
ピッチ情報をすべて利用することにより回転体への適切
な挿入が可能となる。

【００２２】本発明に係る紙葉類検査装置の回転体の回
転速度を制御する態様においては、紙葉類ピッチ情報を
参照しつつ、ある紙葉類とその直前の紙葉類との紙葉類
ピッチが標準ピッチより一定量以上大きいか又は小さい
場合には、当該紙葉類が副搬送部の搬送路上を通過中に
回転体の駆動系を加減速し、紙葉類が集積羽根車の所定
の挿入範囲に挿入されるように制御しているので、集積
羽根車の制御トルク増加量をさらに小さくできる。

【００２３】また、本発明に係る紙葉類検査装置の副搬
送部を採用した態様においては、紙葉類ピッチ情報を参
照しつつ、ある紙葉類とその直前の紙葉類との紙葉類ピ
ッチが標準ピッチより一定量以上大きいか又は小さい場
合においては、当該紙葉類が副搬送部の搬送路上を通過
中に副搬送部の駆動系を加減速し、当該紙葉類とその直
前の紙葉類との紙葉類ピッチを補正することにより紙葉
類ピッチのばらつきを所定量以下におさえ、紙葉類が集
積羽根車の所定の挿入範囲に挿入されるように制御して
いるので、集積羽根車の制御トルク増加量をさらに小さ
くできる。

【００２４】また、本発明にかかる紙葉類搬送装置は、
搬送用ローラに巻き付けられたベルトと対向させて前記
ローラ同士の間にベルト搬送面に一定の間隙を有したガ
イドを設けており、搬送ローラは同一方向に曲率中心を
有するように配置されているので、ベルトは高速搬送に
より遠心力を生じて紙葉類とベルトの接触力を高める。
そのため極めて少ない駆動力で搬送を行なうことができ
る。また構造上従来例に比べてベルト本数を少なくで
き、機構の小形化が可能となる。さらにベルトの駆動も
抵抗が少なく、容易にモータの高速駆動を行なうことが
でき、さらにベルトはずれは発生しないため、ベルトの
テンション、ローラの傾斜等の調整が不要であり、装置
製造、調整の時間を大きく短縮することができる。また
紙葉類は遠心力により、常に片面を搬送ベルトに押し付
けられるため、ローラ間で紙葉類がばたつき傷みを発生
させることがない。また本構造を採用することにより、
搬送中の紙葉類の搬送姿勢補正（スキュー）機構を容易
に挿入することが可能であり、より安定な、搬送検知系
を構成することが可能になる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しつつ詳細に説明する。

【００２６】図１は、本発明に係る紙葉類検査装置の全
体構成を示した構成図である。紙葉類検査装置は、取り
出し部１、搬送（検知）部２、区分部３、集積部４が順
に配置された構成を有する。紙葉類１０は積層された状
態で図示しない搬送手段により本装置内に運ばれ、取り
出しロータ１１で一枚ずつに分離され、搬送部２を構成
する搬送路２０に投入されて行く。搬送路２０上の紙葉
類１０の表面上方に図示しない検知部が配置され、一枚
ずつの紙葉類１０について正損、真贋等をチェックす
る。集積部４は再利用紙葉類用集積部４ａと、廃棄紙葉
類用集積部４ｂとに分かれており、検査の結果を受けて
紙葉類１０の搬送方向が振り分けられる。この振り分け
は、搬送路２０上に設けられた区分ゲート３１により行
われる。各集積部４ａ、４ｂには集積羽根車４１が設け
られており、高速で搬送されてくる紙葉類１を受け止め
て停止させ、再び集積する。再利用紙葉類は後処理部
（図示せず）で束ねられ、本装置から搬出される。一
方、廃棄紙葉類は廃棄（シュレッダ）処理部（図示せ
ず）に送られる。

【００２７】搬送路２０上には紙葉類１０の通過をチェ
ックするための光電センサが数箇所に設けられている。
この光電センサは紙葉類１０の取り出し、搬送路２０上
の通過、集積部４への挿入の確認や、紙葉類ピッチの算
出に用いられる。ここで、紙葉類ピッチとは、相互に隣
り合って搬送される紙葉類の先端あるいは後端同士の間
隔をいう。さらに搬送路２０上の紙葉類１０の異常（紙
葉類長の異常、紙葉類ピッチの異常等）も検出可能であ
る。特に、取り出しローラ１１直後に配置される光電セ
ンサ５１は、紙葉類１０の取り出し直後に、紙葉類ピッ
チを算出するために用いられるもので、この紙葉類ピッ
チを算出することにより、異常な紙葉類ピッチが発生し
た場合にはシステムが迅速にそのことを検知して、適切
に対処することが可能となる。

【００２８】図２は本発明にかかる紙葉類検査装置の制
御系１００の構成を示すブロック図である。この制御系
はマイクロコンピュータなどで構成されており、各種演
算を行う演算部１０１、後述する紙葉類ピッチデータを
記憶する記憶部１０２、演算部での演算結果に基づいて
ベルト等の駆動モータ１２０を駆動させる駆動制御部１
０３を有している。また、この制御系に各種センサ１１
０の出力信号が与えられており、演算部１０１でデータ
としての形式を整えられた後、演算や記憶が行われる。

【００２９】図３に取り出し部の構成を、図４に紙葉類
１０の取り出しの様子をそれぞれ示す。取り出しロータ
１１は、円周側面に吸引穴１６が開けられた薄肉ローラ
であり、ギヤ、カム、またはサーボモータの駆動によ
り、一周の内に紙葉類面に前記吸引穴１６が対向した位
置で一旦停止するような間欠駆動を行う。取り出しロー
タ１１の内部にはシールされた静止チャンバ１２が嵌合
しており、外部の真空ポンプ１３と接続されている。真
空ポンプ１３によりチャンバ１２内の空間は大気圧に対
し負圧に保たれ、取り出しロータ１１の吸引穴１６とチ
ャンバ１２の切り欠き１７の位置が前記取り出しロータ
１１の停止位置で一致するようにしておけば（図４
（ａ）（ｂ））、取り出しロータ１１の停止時に給紙台
１４上の紙葉類１０は、下の紙葉類束と分離され吸引穴
１６に吸い付けられる（図４（ｃ））。そして、取り出
しロータ１１が回転を開始すると（図４（ｄ））、吸引
された紙葉類１０はロータ側面に沿うように持ち上げら
れ、その先端が搬送路の中に挿入されると、そのままロ
ータ側面から離れ搬送されて行く。この場合、紙葉類１
０が吸引され、取り出しロータ１１が回転を始める際
に、摩擦力の影響で下の紙葉類束が僅かに引き摺られ、
位置がずれることがある。また、２枚取りを防止するた
めに２枚取り防止ブロック１５で通過紙葉類の裏側を弱
く吸引しており、２枚目の紙葉類はここで停止され、搬
送部に挿入されず、次の取り出しタイミングの時に取り
出しロータ１１に吸引され搬送されてゆく。

【００３０】図６は、紙葉類ピッチ検出の様子を示すタ
イミングチャートである。紙葉類ピッチの検出は、図１
に示した光電センサ５１の信号をトリガとし、タイマを
用いて行なわれる。紙葉類の先端あるいは後端が光電セ
ンサ５１の間を横切るとセンサ出力がＨレベルからＬレ
ベルに変化するが、この信号をトリガとしてタイマの信
号を取り込むようにしておけば良い。検出部がｉ番目に
取り込んだタイマ値Ｔ_ｉとｉ＋１番目に取り込んだタイ
マ値Ｔ_ｉ＋１の時間差がｉ番目の紙葉類ピッチＰ_ｉであ
る。紙葉類ピッチＰ_ｉは順次メモリに格納されてゆく。

【００３１】図７に集積部の概略構成を示す。集積羽根
車４１はステッピングモータ４２により回転駆動され
る。ロータリエンコーダ４３がモータ軸とベルト結合さ
れており、このロータリーエンコーダ４３は集積羽根車
４１の回転位置をモニタし、このエンコーダ出力は制御
部（図示せず）に与えられる。

【００３２】図８に集積羽根車の構成を示す。この集積
羽根車４１には１２本のらせん状溝が円筒上に等角度で
配設されている。この溝への紙葉類の挿入幅は集積羽根
車４１の羽根先端を基準とした中心角でθ１〜θ２の範
囲である。この挿入幅の設定位置は紙葉類長、紙葉類搬
送速度、スプライン数、羽車の回転速度を考慮して決定
される。すなわち紙葉類長Ｌ、紙葉類搬送速度Ｖ、スプ
ライン数Ｎ、集積羽根車の回転速度Ｗとした場合、Ｌ／Ｖ＜（３６０／Ｎ−θ２）／Ｗ（１）を満足していないと、紙葉類と集積羽根車４１の衝突を
引き起こすことになる。そこで（１）式を満足するよう
なθ２を選ぶべきである。以上より挿入幅を決定するθ
１、θ２は０＜θ１＜θ２＜（３６０／Ｎ−Ｌ・Ｗ／Ｖ）（２）の範囲で決定される。さらに溝入口上の（θ１＋θ２）
／２の位置を原点とし、 θｅ＝（θ２−θ１）／２（３）とすると±θｅが挿入幅となる。

【００３３】図７に戻ると、集積羽根車４１側面には、
かきだし板４４が配置されている。集積羽根車４１に挿
入された紙葉類は、かきだし板４４により整位され、羽
根の回転に伴ってかきだし板４４にその先端が沿って落
下し再集積される。

【００３４】集積羽根車４１の周囲には挿入検知センサ
４５が配置されている。この挿入検知センサ４５は発光
部と受光部からなるセンサであり、紙葉類が通過すると
出力に変化を生じる。紙葉類が集積羽根車４１の入口に
到達する点、すなわち搬送路と集積羽根車４１の外形線
との交点のわずかに手前で搬送路を横切るように挿入検
知センサ４５を配置しておくと、紙葉類の集積羽根車４
１への挿入を確認することができる。この挿入検知セン
サ４５の出力をトリガとして、ロータリエンコーダ４３
の値を読み込むことにより、集積羽根車４１の溝入口に
おける紙葉類の挿入位置を検出することができる。この
挿入位置情報と集積羽根車の回転速度情報を制御部にフ
ィードバックして、後述する評価関数の重み付け係数を
変更することにより、制御の特性を改善することも可能
である。

【００３５】図９は、制御部１００による集積部の制御
の様子を示すフローチャートである。集積部は、コント
ローラの信号により制御され、挿入直前の紙葉類から複
数枚後方の紙葉類までの各紙葉類ピッチの情報を用いて
集積羽根車の回転速度を決定している。これは、挿入直
前の紙葉類の複数枚後方の紙葉類までの並びを制御情報
とすることで、集積羽根車４１を駆動するステッピング
モータ４２の制御トルクのピークを落とすことを目的と
している。

【００３６】図９に示されるように、取り出しローラ１
１の直後に配置されたセンサ５１の出力がハイからロウ
に変化したことを検知して（ステップＳ１０１）、この
立ち下がり間の時間により紙葉ピッチＰ_ｉを算出する
（ステップＳ１０２）。このようにして得られたｉ番目
以降の紙葉類ピッチＰ_ｉ、Ｐ_ｉ＋１……は、メモリに記
憶される。

【００３７】紙葉類が搬送路上を搬送され、集積羽根車
４１から標準紙葉類ピッチで約１ピッチ分離れた搬送路
上に配置された光電センサ４７（図８参照）がｉ番目の
紙葉類の通過を検知した時に、コントローラは、エンコ
ーダ４３により集積羽根車４１の羽根の位置を読み込ん
でｉ番目紙葉類の挿入位置の決定を行なう（ステップＳ
１０４）。この紙葉類の目標挿入位置は、前述した挿入
幅内の所定位置となる。すでに記憶された紙葉類ピッチ
を読み込んで（ステップＳ１０５）、後述する評価関数
についての演算を行い（ステップＳ１０６）、適切な挿
入位置が得られるように集積羽根車４１の回転速度が決
定される（ステップＳ１０７）。この回転速度が得られ
るように羽根車のモータが制御される（ステップＳ１０
８）。なお、メモリ容量の節約のため、挿入の終了した
紙葉類とその直後の紙葉類との間の紙葉類ピッチデータ
Ｐ_ｉはメモリ１０２から順次消去される。

【００３８】ここで、当該紙葉類の挿入が確実に行われ
るようにすることに加えて、次の紙葉類のピッチずれ量
が少しでも小さくなるように当該紙葉類の挿入位置を決
定することが制御トルクの低減に大きく寄与する。そこ
で本実施例では、挿入位置の決定に際しては、例えば以
下のような式で表される評価関数Ｊを求め、この評価関
数の値が最小となるような制御量を選択するようにす
る。

【００３９】Ｊ＝（制御量）²＋Σ（制御の結果生じる
紙葉類ピッチのばらつき量）²（４）（４）式のパラメータを溝への挿入位置（挿入角度）で
表した式を作成する。上記の（３）式により決定される
挿入幅±θｅに対して標準速度で集積羽根車４１が回転
し続けたときのｉ番目紙葉類の挿入位置をθ_ｉとする。
回転速度変動により挿入位置がθｃだけ変動するものと
すれば、 −θｅ＜θ_ｉ＋θｃ＜θｅ（５）であることが必要であり、制御量θｃは −θｅ−θ_ｉ＜θｃ＜θｅ−θ_ｉ（６）の範囲でなければならない。上記したように各紙葉類ピ
ッチＰｉは取り出し直後にメモリに入れられている。し
たがって、集積部のコントローラはこれより、ｉ番目以
降の紙葉類の位置を知ることができ、その時点でのθ
_ｉ＋１、θ_ｉ＋２……を算出できる。そこで、この情報
を制御に用い、ｉ番目紙葉類挿入制御の評価関数Ｊｉをと表すことにする。（７）式の第２項はｉ番目紙葉類よ
り後方の紙葉類に対する影響を重み付けしたものであ
り、（６）式を満足する範囲において（７）式のＪｉを
最小にするθｃを選択することにより、挿入が確実でか
つ後方の紙葉類のことを考慮した制御を行うことができ
る。なお、（６）式のＣ_ｋは各紙葉類に対する制御の重
み付け係数、ｎは制御に用いる紙葉類の予見枚数であ
る。

【００４０】ここで、紙葉類ピッチ誤差のパターンは様
々であり、固定された係数であらゆるパターンに対して
常に最適の制御値を出力することは難しい。最良の制御
結果を得るためには、集積羽根車を駆動するステッピン
グモータの制御トルクを最小にすることは勿論、紙葉類
の挿入位置のばらつきを小さくする必要がある。そのた
めの対策としては、紙葉類ピッチ誤差のあらゆるパター
ンに対して可能な限り最適な制御が行えるような固定の
係数を与えるか、前記パターンごとに係数を変化させ、
最適な制御を行うことが考えられる。前者の場合は、例
えば、工場における調整時に数百枚から数万枚の紙葉類
の搬送試験を行うと同時に紙葉類挿入位置の観測を行っ
て、集積羽根車への紙葉類の挿入位置が挿入幅の中で最
もばらつかないように前記評価関数の係数を決定する。
後者の場合は、様々な紙葉類ピッチ誤差のパターンに対
して有効な係数の組み合わせを多数用意しておき、可動
時に紙葉類ピッチ誤差のパターンマッチングを行って、
その都度評価関数の係数を選択してやることによりきめ
細かい制御が可能である。後者においては、ファジール
ールの応用が有効である。さらに、高速の演算器を用
い、ニューラルネットワーク、ＡＩ等の学習制御で用い
られる手法を採用して、装置を稼働させながら係数を変
更してゆく方式も考えられる。この方式によれば、初期
段階での調整が少なくてすみ、時間経過とともに非常に
良好な結果を得ることができるようになる。

【００４１】図１０は、本発明に係る紙葉類検査装置の
集積制御方式による効果を示したグラフである。ここ
で、横軸に記載された記号の意味は次のとおりである。Ｎ．Ｃ．挿入寸前の紙葉類の位置情報のみで制御Ｆ．Ｃ．１挿入寸前の紙葉類から１枚後方までのピッ
チ情報で制御Ｆ．Ｃ．２挿入寸前の紙葉類から２枚後方までのピッ
チ情報で制御Ｆ．Ｃ．３挿入寸前の紙葉類から３枚後方までのピッ
チ情報で制御Ｆ．Ｃ．４挿入寸前の紙葉類から４枚後方までのピッ
チ情報で制御なお、この結果を得たときの制御条件は次のとおりであ
る。

【００４２】処理速度２５００枚／分羽根車溝数１２（３０゜）羽根車回転慣性１６ｋｇ・ｃｍ2 挿入幅７．５゜紙葉類搬送速度１２ｍ／ｓ紙葉類ピッチ誤差 ±６ｍｓ（ｍａｘ）でランダムに
発生このように、制御に用いる紙葉類の予見枚数を増加させ
ることにより、駆動モータの制御トルクが減少して行く
のが分かる。この実験においては、予見枚数３〜４枚で
十分な効果を得ることが確認できた。

【００４３】以上のように、この実施例にかかる紙葉類
検査装置によれば、集積羽根車へ紙葉類を挿入する際、
集積羽根車を駆動するモータの制御トルクを低減するこ
とができるため、より高速な紙葉類の搬送を実現するこ
とが可能となる。

【００４４】図１１は、本発明に係る紙葉類検査装置の
他の実施例を示す概略構成図である。この構成において
は、取り出し部１の直後に配置された副搬送路６１を有
する副搬送部６をもうけている。この副搬送路６１は、
紙葉類がほぼ１枚通過する程度の長さを持ち、メインの
搬送路用とは別のＡＣサーボモータ６２で独立に駆動さ
れている。コントローラは取り出し部１の直後の紙葉類
ピッチ情報を元に副搬送路６１の加減速を行う。取り出
し部１の直後の紙葉類ピッチ誤差が一定以上の大きさに
なるとコントローラによる紙葉類ピッチ補正が行われ
る。紙葉類ピッチＰ_ｉが標準ピッチより一定量以上長い
（短い）ことが検知されると当該紙葉類が副搬送路６１
に到達した時点よりＡＣサーボモータ６２は加速（減
速）した搬送を行いｉ番目の紙葉類とその前の紙葉類の
ピッチ誤差を所定量減少させる。副搬送路６１の搬送路
長をＬＤ、標準の紙葉類搬送速度Ｖ、ＡＣサーボモータ
６２が副搬送部２における紙葉類の搬送速度を瞬時にＶ
min 〜Ｖmax まで加減速する能力を持つとすると、ピッ
チ補正幅Ｐａは以下の式で求められる。ＬＤ／Ｖmax −ＬＤ／Ｖ≦Ｐａ≦ＬＤ／Ｖmin −ＬＤ／Ｖ（８）例えば集積羽根車の紙葉類ピッチ誤差に換算した紙葉類
挿入幅が標準紙葉類ピッチの±１０％、取り出し時に発
生する紙葉類ピッチ誤差が標準紙葉類ピッチの±３０％
であった場合、この副搬送部６でＰａが標準紙葉類ピッ
チの＋１０％程度になるような補正能力があれば、集積
羽根車は＋１０％を回転速度の変動で吸収すれば良いこ
とになる。しかし、副搬送部６が存在しなければ、回転
速度の変動で、±２０％の誤差を吸収しなければならな
くなる。この様に、副搬送部６を設けることにより集積
羽根車の制御する際のステッピングモータの制御トルク
を減少させることが可能であり、その結果、高速で紙葉
類の集積動作を行うことが可能となる。また、上記した
本発明に係る集積羽根車の制御方法と、この副搬送部に
よる紙葉類ピッチ補正を併用すれば、より高速で紙葉類
の集積動作を行うことが可能となる。

【００４５】次に搬送系について説明する。

【００４６】図５は搬送部２０の一単位（搬送ユニッ
ト）の部分概略構成を示しており、図５（ａ）は平面
図、図５（ｂ）は正面図、図５（ｃ）は斜視図である。
搬送部はベルト２１、ローラ２２およびガイド２３によ
り構成される。ベルト２１は、搬送方向と平行に２本設
けられている。搬送方式はローラ２２とベルト２１によ
り紙葉類１０の搬送幅方向（搬送方向と直交する方向）
２か所を挾持し搬送するものである。ベルト２１は搬送
面から外れた位置に設けられたドライブローラ（図示せ
ず）に掛けられており高速で駆動される。ベルト２１が
掛けられたローラ２２はアイドリングで回転し、このベ
ルト２１とローラ２２の間を紙葉類１０が搬出されて行
く。紙葉類１０の搬送を確実にするためローラ２２同士
の間隔は搬送方向の紙葉類長以下に設定し、少なくとも
紙葉類１０の一部が常にベルト２１とローラ２２の間に
挾持されるようにし、駆動が安定に行なわれるようにし
ている。ガイド２３はベルト２１と０．５〜３ｍｍ程度
のクリアランスを持つ高さに、搬送紙葉類の搬送幅方向
にレール状に配置されている。ガイド２３の表面材質と
して潤滑性を有する樹脂材料、高分子材料（例えばポリ
テトラフルオロエチレン樹脂）を用いることにより、接
触による紙葉類１０へのダメージを低減できる。また、
金属加工されたガイドの表面に潤滑性材料のコーティン
グを行ったり、潤滑性材料でできた部材の接着を行なう
のも有効である。

【００４７】ガイド２３の両側端部はローラ軸の側方か
ら上方までのローラ軸外形に沿った円弧状切り欠き形状
となっており、また、搬送方向下流の先端部ではガイド
上面からローラ上方に向くような傾斜面が形成され、こ
れにより、紙葉類がガイド２３の下側に回り込むことを
予防している。またガイドはベルトに平行に設けられ、
微小幅で紙葉類を支える形状であるため、搬送中紙葉類
１０が上下方向にたわみや振動を起こしても搬送の障害
にならない。これは特に高速搬送時における紙葉類１０
の傷みを有効に防止する。

【００４８】この搬送方式の利点としては、ベルト２１
にずれ力が発生しないために、ベルト外れが極めて起こ
りにくく、また、そのためにベルトテンションの調整も
不要である点、簡易な構成のためローラ２２の数やベル
ト２１の本数が少なくてすみ装置として小型、軽量であ
る点、高速搬送を行っても発生する騒音が小さい点、紙
葉類１０にダメージを与えにくい点、などが挙げられ
る。

【００４９】図１２は図１に示された搬送路２０の詳細
を示す構成図であって、図５に示した搬送ユニットが、
それらのローラが同一円弧上にあるように複数個連結さ
れて構成されている。このような搬送系でベルトを高速
搬送させるとベルトはローラ間で自らの慣性のために半
径Ｒの弧を描いて走る。この状態で紙葉類の搬送を行な
うと紙葉類にはベルト方向の遠心力Ｆがかかる。ここで
ＦはＦ＝ｍｖ²／Ｒ（９）ただしｍ…紙葉類１枚の質量ｖ…紙葉類の搬送速度（ベルト速度）１／Ｒ…搬送路の曲率と表わすことができる。また紙葉類の搬送力Ｆｐは、Ｆｐ＝μＦ＋Ｆｒ（１０）ただし μ…ベルトと紙葉類の間の摩擦係数Ｆｒ…ローラ−ベルト挟持部分の搬送力となる。

【００５０】式（９）〜（１０）により本搬送系におい
ては、紙葉類搬送速度が上がるほど、ベルトへの紙葉類
の圧接力が高くなることが分かる。このためローラ間の
紙葉類は片面を常に搬送ベルトに押し付けられることに
なり、紙葉類先端のばたつきによるガイドへの衝突や風
損による破れ等を回避できるために、特に高速搬送にお
いて極めて有利である。また、この搬送方式の他の利点
として、ベルトにずれ力が発生しないために、ベルト外
れが起こりにくく、またそのためにベルトテンションの
調整も不要である点、簡易な構成のためローラの数やベ
ルトの本数が少なくてすみ装置として小形、軽量である
点、高速搬送を行なっても発生する騒音が小さい点等が
挙げられる。

【００５１】図１３に本実施例にかかる搬送系における
ベルト間の受け渡し部の構成例を示す。この例では下流
側の搬送ベルトの先端部で上流側のベルトの元部が対向
するようになっており、この結果、下流側ではガイド２
３はベルト２１の上側、上流側ではガイド２３はベルト
２１の下側に配置されている。

【００５２】図１４は搬送ユニットの他の例を示すもの
で、図１４（ａ）は平面図、図１４（ｂ）は正面図、図
１４（ｃ）は斜視図である。この搬送系はベルトとロー
ラで紙葉類の長さ方向の少なくとも１か所を挟持し、幅
方向両端部をローラよりも外側からガイドするようにし
ている。すなわち、使用されるベルトは１本であり、こ
のベルトは２つのローラ２６，２６間に懸架される。こ
のベルトの幅方向の外方に２つのガイド２３が設けられ
ている。このガイドの形状は図４で説明したものと全く
同じである。この搬送方式でも、高速搬送が可能であ
る。

【００５３】図１５は、図１３に示す受け渡し部におい
て、図１４に示す搬送ユニットと図５に示す搬送ユニッ
トを組み合わせたものである。この搬送装置では下流側
のベルト２１に対する先端の２つのローラ２７間に図１
４に示す搬送ユニットの下流側上流側のローラ２６が位
置するような構成となっている。このようにすることに
より、ローラ２７およびローラ２６間の距離を狭めるこ
とができ、よりジャムの少ない搬送系を実現できる。

【００５４】図１６に本発明の搬送路に紙葉類の検知部
７１、７２、７３を配設した例を示す。ローラが搬送路
の片側に集中して設けられているために、ローラの存在
しない側は検知系の大きさをかなり自由に設計できるた
め、検知装置の設計に際して大きさの制約が少ない。ま
た紙葉類との距離を自由に取ることができる。ローラの
存在する側は基本的には従来と動揺の検知装置を配置す
ることができ、検知装置とガイドを一体化することで、
紙葉類面に接近して検知を行なうことも可能である。

【００５５】図１７は本発明の他の実施例にかかる搬送
装置８０の構成を示すもので、図１７（ａ）は平面図、
図１７（ｂ）は正面図、図１７（ｃ）は側面図である。
この実施例では図５のガイドの代わりにベルトを用いる
ようにしている。すなわち、この実施例におけるローラ
は通常のローラ８１とこれよりも小径のローラ部８２と
からなっており、ローラ８１、８１間にはベルト８３
が、ローラ８２，８２間にはベルト８４が掛けられてい
る。ベルト８３と８４間には０．５〜３ｍｍ程度のクリ
アランスが設けられており、これによりベルト８４は図
５で説明したガイド板と同じ役割を果たすことになる。

【００５６】このように、本発明では紙葉類を挟持する
態様、箇所、ガイドの位置は自由に選択することができ
る。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる紙
葉類検査装置によれば、紙葉類間のピッチに基づいて羽
根車への挿入を制御しているので、集積部の集積羽根車
を駆動するモータの制御トルクの増大を伴わず、極めて
高速の集積動作を行うことのできる紙葉類検査装置を提
供することができる。

【００５８】また、本発明にかかる紙葉類搬送装置によ
れば、ローラとベルトで搬送力を与えつつ、紙葉類をガ
イド板でガイドしているので、簡易な構成で安定して紙
葉類を高速搬送することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る紙葉類検査装置の全体構成を示し
た概略構成図。

【図２】本発明にかかる紙葉類検査装置の制御系の構成
を示すブロック図。

【図３】本発明に係る紙葉類検査装置の紙葉類取り出し
部の概略構成図。

【図４】本発明に係る紙葉類検査装置における紙葉類取
り出し手順の説明図。

【図５】本発明に係る紙葉類検査装置の紙葉類搬送部の
概略構成図。

【図６】紙葉類ピッチ検出の様子を示すタイミングチャ
ート。

【図７】本発明に係る紙葉類検査装置の紙葉類集積部の
概略構成図。

【図８】本発明に係る紙葉類検査装置の集積羽根車にお
ける挿入幅についての説明図。

【図９】本発明に係る紙葉類検査装置の集積部の制御の
様子を示すフローチャート。

【図１０】本発明に係る紙葉類検査装置の制御方式によ
る効果を示したグラフ。

【図１１】本発明に係る紙葉類検査装置における副搬送
部の概略構成図。

【図１２】図１に示す搬送路２０の詳細を示す構成図。

【図１３】本発明にかかる紙葉類搬送装置におけるベル
ト間の受け渡し部の構成図。

【図１４】搬送ユニットの他の例を示す構成図。

【図１５】図１３に示した受け渡し部の変形例を示す構
成図。

【図１６】搬送路に複数の検知部を配設した例を示す構
成図。

【図１７】本発明の他の実施例にかかる搬送装置の構成
を示す構成図。

【図１８】従来の紙葉類検査装置で用いられている紙葉
類の搬送装置の構成図。

【図１９】より低速で紙葉類を搬送する場合に採用され
ている従来の搬送機構を示す。

【図２０】従来の紙葉類検査装置における紙葉類集積部
の概略構成図。

【符号の説明】

１０紙葉類１１取り出しロータ１２チャンバ１３真空ポンプ１４給紙台１５２枚取り防止ブロック１６吸引穴１７チャンバの切り欠き２０搬送路２１，２５，８３，８４ベルト２２，２６，８１，８２ローラ２３ガイド３１区分ゲート４１集積羽根車４２ステッピングモータ４３ロータリエンコーダ４４かきだし板４５挿入検知センサ４７光電センサ５１，５２，５３，５３センサ６１副搬送路搬送ベルト６２ＡＣサーボモータ７１ドライブローラ７２ローラ７３ガイド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の紙葉類を順次搬送する搬送部と、前記紙葉類を挿入可能な溝が複数個設けられ、前記搬送
部を搬送された前記紙葉類を回転しながら前記各溝に１
枚ずつ受け入れる回転体と、前記回転体の溝に挿入された前記紙葉類を集積する集積
部とを備えた紙葉類検査装置において、前記搬送部上で搬送される前記紙葉類間のピッチを検出
する検出手段と、前記検出手段で検出された紙葉類間のピッチに基づい
て、該紙葉類が前記回転体の前記溝の所定位置から挿入
されるように制御する制御手段を備えたことを特徴とす
る紙葉類検査装置。
【請求項２】前記制御手段は前記検出手段で検出された
前記紙葉類間のピッチに基づいて前記回転体の回転速度
を制御する回転速度制御手段であることを特徴とする請
求項１に記載の紙葉類検査装置。
【請求項３】前記搬送部はその途中に設けられた該搬送
部と独立に駆動される副搬送部を備え、前記制御手段は前記検出手段で検出された前記紙葉類間
のピッチに基づいて前記副搬送部における前記紙葉類の
搬送速度を変化させる手段であることを特徴とする請求
項１に記載の紙葉類検査装置。
【請求項４】前記制御手段は前記紙葉類間のピッチを記
憶する記憶手段と、所定の演算を行う演算手段と、前記演算手段での演算結果に基づいて紙葉類の前記回転
体への挿入を制御する機構制御手段とを備えたことを特
徴とする請求項２また請求項３に記載の紙葉類検査装
置。
【請求項５】所定距離離れて配置された一対のローラ
と、この一対のローラに懸架され、前記ローラに所定角度だ
け巻き付けられたベルトと、前記一対のローラ間に配設され、前記ベルトの前記ロー
ラと対向する面から一定の間隔だけ離れて配設されたガ
イド部材とからなる搬送ユニットを備え、前記ローラと
前記ベルトとの間に紙葉類を挟持しつつ該ベルトの駆動
により該紙葉類を搬送するように構成されたことを特徴
とする紙葉類搬送装置。
【請求項６】前記ベルトが同一方向に曲率中心を有する
略円筒面を形成するように前記搬送ユニットが複数配設
されていることを特徴とする請求項５記載の紙葉類の搬
送装置。